درایو Variable frequency drive یا به اختصار درایو VFD تجهیزی جهت راه اندازی و کنترل دور موتور است. این امر به وسیله تغییر ولتاژ و فرکانس تغذیه موتور محقق می گردد. این قابلیت مهم درایو باعث میشود تا بتوان با توجه به سرعت مورد نیاز در پروسه، سرعت موتور را با یک شیب مناسب کم و زیاد کرد که به وسیله ترمز های مکانیکی، سیستم ترانزیستوری یا افزایش قطب موتور انجام پذیر نیست. همچنین کاهش جریان راه اندازی و ایجاد یک راه اندازی نرم برای موتور از دیگر قابلیت این تجهیز در صنعت است که بر محبوبیت آن افزوده است. در این مقاله نگاه کوتاهی به درایو خواهیم داشت.
اجزا درایو VFD
یک درایو از بخش های مختلفی تشکیل شده است اما به طور کلی می توان تمام این بخش ها را به 3 دسته کلی مبدل یکسوساز ورودی، لینک دی سی و اینورتر خروجی تقسیم کرد. در ادامه هر بخش را بیشتر مورد بررسی قرار میدهیم.
یکسوساز
وظیفه اصلی این بخش تبدیل ولتاژ AC ورودی برق شهر به ولتاژ DC برای ورودی بخش اینورتر میباشد. با توجه به اینکه ورودی درایو میتواند 3 یا تکفاز باشد تعداد ادوات داخل این بخش متفاوت خواهد بود اما به طور کلی تفاوتی در عملکرد آن ایجاد نخواهد شد. اجزای اصلی این بخش دیود های یکسوساز هستند که اجازه عبور جریان تنها از یک طرف را میدهند. به این نوع یکسوساز ها، یکسوساز کنترل نشده میگویند. با پیشرفت در صنعت و نیاز به سیستم های کنترلی دقیق تر و افزایش راندمان برای داشتن یک ولتاژ خروجی تقریبا بدون ریپل و صاف، از تجهیزی به نام تریستور در بخش یکسوساز نیز استفاده شد. تریستور ها همانند دیود ها عمل میکنند با این تفاوت که برای روشن شدن نیاز به یک سیگنال فرمان دارند و این موضوع باعث به وجود آمدن بخش فرمان در مدارات یکسوساز میشود. به علت کنترل پیچیده و همچنین هزینه نسبتا گران تریستور ها نسبت به دیود، از ترکیب این دو در مدارات یکسوساز درایوها استفاده میشود. به این نوع مدارات، یکسوساز های نیمه کنترل شده میگویند.
لینک دی سی
این بخش به طور کلی از یک خازن با ظرفیت و ولتاژ قابل تحمل بالا تشکیل شده است. وظیفه اصلی این خازن ذخیره انرژی است. خازن لینک دی سی با جذب مقدار AC ولتاژ خروجی بخش یکسوساز، عملیات حذف ریپل شکل موج را انجام داده و ولتاژ دی سی تقریبا صافی را ایجاد میکند. همچنین این خازن وظایف دیگر مانند فیلتر کردن و جلوگیری از تغییرات ناگهانی ولتاژ را نیز دارا میباشد.
اینورتر
اجزای اصلی تشکیل این دهنده این بخش سوئیچ های IGBT هستند. وظیفه اصلی این بخش تولید ولتاژ AC برای تغذیه موتور است.
تولید ولتاژ سینوسی مناسب از طریق متد متفاوتی می تواند انجام شود که معروفترین آن استفاده از موج های PWM است.
تجهیزات جانبی
در این بخش به دیگر تجهیزاتی که ممکن است در یک درایو ببینید اشاره میکنیم.
مقاومت ترمز
از دیگر تجهیزاتی که میتواند در یک درایو باشد مقاومت ترمز است. در کاربردهایی که نیاز به ترمز کردن موتور داریم انرژی برگشتی از طرف موتور نیاز به تخلیه دارد. متد مختلفی برای تخلیه این انرژی و جلوگیری از آسیب به سیستم در نظر گرفته شده است. ساده ترین آن استفاده از یک مقاومت جهت تلف کردن انرژی است. این روش گرچه ارزان است اما راندمان پایینی دارد. روش های دیگری مانند بازگرداندن انرژی به شبکه و … نیز وجود دارد که با توجه به محاسبات دقیق و بررسی شرایط پروژه می توان روش مورد نظر جهت تخلیه انرژی برگشتی را انتخاب نمود.
مقاومت Pre-Charge
بخش دیگر مقاومت Pre-Charge است. خازن ها تغییرات ناگهانی ولتاژ را نمی پذیرند و در صورت تغییر ناگهانی ولتاژ باعث ناپایداری سیستم و آسیب به تجهیزات سیستم میشوند. به همین دلیل شارژ خازن لینک دی سی باید آرام آرام و به با یک ثابت زمانی انجام شود. هر چند این ثابت زمانی کوچک است و شاید نمایان نباشد اما تاثیر به سزایی در عملکرد صحیح سیستم دارد. به همین منظور از یک مقاومت جهت شارژ خازن لینک دی سی استفاده میشود. پس از شارژ کامل خازن این مقاومت به کمک رله های کنترلی از مدار خارج میشود تا تلفات سیستم نیز کاهش یابد.
فیلترها
درایو تجهیزی است که نویز ها و همچنین هارمونیک زیادی در شبکه برق ایجاد میکند که باعث آسیب به تجهیزات دیگر شبکه و افزایش هزینه کارفرما و بهره بردار خواهد شد. بنابراین جهت کنترل این نویز ها و هارمونیک ایجاد شده، انواع فیلتر ها ارائه شده است. کار اصلی تمامی این فیلتر ها از بین بردن نویز و هارمونیک است اما با توجه به توپولوژی شبکه و نیاز کارفرما فیلتر مناسب انتخاب و در سیستم قرار میگیرد. از فیلتر های موجود در درایو ها میتوان به فیلتر های هارمونیک سینوسی و du/dt و فیلتر های ورودی اکتیو و پسیو اشاره کرد.
مزایای درایو فرکانس متغیر
-
- کاهش انرژی مصرفی و کاهش هزینه
- افزایش بازده پروژه و افزایش طول عمر تجهیزات
- کاهش زمان تعمیر و کاهش احتمال خرابی تجهیزات
درایو ها مزیت های زیادی دارند که به طور کلی و خلاصه به مهم ترین آنان اشاره شد. از طرفی باید در نظر داشت که در صورت انتخاب اشتباه رنج توانی درایو، در نظر نگرفتن فیلتر های مناسب برای سیستم، تنظیمات و راه اندازی اشتباه درایو و … ممکن است صدمات جبران ناپذیری به سیستم وارد شود.
درایو VFD امترون
شرکت امترون با بیش از 35 سال تجربه در طراحی و ساخت درایو های صنعتی، درایو هایی با توجه به نیاز مشتریان خود تولید کرده است از برخی از مزیت های درایو های امترون میتوان به فیلتر نویز یا EMC فیلتر داخلی اشاره کرد که در برخی برند ها به صورت آپشن به فروش میرسد اما با توجه به اهمیت این فیلتر در شبکه برق، تمامی درایوهای امترون این فیلتر را به صورت رایگان و داخلی در خود دارند. از دیگر مزیت های آن پروسه های از پیش تعریف شده در این درایو ها می باشد تا مشتری بتواند با توجه به پروژه خود تنظیمات کلی را سریع تر انجام داده و پارامتر های مربوط به پروژه خود را شخصی سازی کند. به عنوان مثال درایو های FDU دارای قابلیت مولتی پمپ بوده که نصب و راه اندازی این درایو برای صنایعی که نیاز به سیستم پمپ دارند را بسیار آسان کرده است.
شرکت بنیان صنعت تدبیر یکتا دارای نمایندگی محصولات امترون با بیش از 10 سال سابقه در ایران است و قابلیت تامین و تعمیر تمامی تجهیزات درایو امترون را دارد. با توجه به اینکه شرکت بنیان صنعت تدبیر یکتا نماینده رسمی امترون در ایران است، تیم مهندسی آموزش دیده تحت تایید شرکت امترون میباشد و نصب و راه اندازی درایوهای امترون به سریعترین شکل و با بهترین کیفیت را ممکن ساخته اند.
